ECYC : Evolution des cycles de vie (SU)

Objectifs :

Comment expliquer la diversité des cycles et traits d’histoire de vie ? L’objectif du module est de présenter les approches théoriques et expérimentales de cette question fondamentale de la biologie de l’évolution, dans ses déclinaisons majeures : Pourquoi le sexe ? Pourquoi vieillissons-nous ? Pourquoi quitter le domaine vital des parents avant de se reproduire ? Dans un environnement variable, les stratégies de reproduction plastiques sont-elles avantageuses ? Au plan théorique, on mettra l’accent sur les puissantes méthodes issues de la théorie des jeux. Au plan empirique, on décrira en particulier l’apport des études d’organismes – modèles choisis dans les mondes marins et microbiens. Une grande importance sera apportée a la mesure des traits d’histoire de vie, par des méthodes statistiques permettant le test d’hypothèses. Une partie des enseignements sera développée a la Station Biologique de Roscoff, un site exceptionnel pour familiariser les étudiants avec la diversité des cycles de vie des organismes marins – au sein d’une équipe de recherche reconnue pour ses compétences expérimentales et théoriques de premier plan international.

Thèmes abordés :

§ Evolution de l’alternance de générations haploïde et diploïde.
Analyse comparative de l’alternance de générations. Approche théorique : modélisation de l’évolution de l’haploïdie vers la diploïde, et du maintien du cycle haplo diploïde. Approche expérimentale : étude de la démographie des populations d’un haplo-diploïde, écologie de la reproduction, étude de la structure génétique des populations.

§ Evolution de l’autogamie versus allogamie.
Approche théorique : modélisation de l’évolution de l’autogamie vers l’allogamie. Approche expérimentale : biologie des populations de deux espèces de Fucus, investissement dans la reproduction chez ces espèces, conséquences sur la structure génétique des populations.

§ Polymorphisme des systèmes de reproduction.
Approche théorique : Hermaphrodisme et allocation des ressources. Approche expérimentale chez les invertébrés marins : Hermaphrodisme protandre chez Crepidula fornicata, équilibre de la sex-ratio, relation taille/age/sexe.

§ Investissement paternel et maternel.
Mesures et analyses génétiques, analyse de paternité. Approche expérimentale. Analyse de données (ex. Syngnathe). § Plasticité phénotypique. Normes de réaction : définition et évolution adaptative. Exemples de la norme age – taille a la maturité. Approche théorique : mise en évidence empirique, méthodes d’analyses statistiques, modélisation d’une évolution adaptative. Approche empirique : Exemples des populations de poissons (morue, hareng) et conséquences halieutiques.

§ Evolution de la dispersion : compétition locale, structure de parentèle, consanguinité.
Approche théorique : identification et comparaison des pressions de sélection, conditions écologiques d’évolution de stratégies plastiques. Approche expérimentale : relations sexe/hermaphrodisme/autofécondation/consanguinité, exemples des coraux et du cilié Tetrahymena.

§ Evolution de la sénescence
Etude des causes ultimes de la sénescence et des désordres cellulaires qui accompagnent le vieillissement.
Théories évolutives du vieillissement : hypothèses des mutations accumulées, de la pléiotropie antagoniste, hypothèse de sélection de parentèle, des coûts métabolique. Interaction gène-environnement : variabilité génétique des normes de réaction reproduction-longévité, hétérogénéité individuelle. Sénescence et pathologies cellulaires : conflits entre niveaux de sélection, vieillissement et reproduction sexuée, conflit germe-soma, parasitisme cellulaire : régulation et dérégulation adaptatives.

§ Estimation des traits d’histoire de vie
Méthodes statistiques de maximum de vraisemblance developpées pour la mesure des caractéristiques individuelles biodémographiques (probabilités de survie et de recrutement, fécondité, dispersion) à partir de données de capture-marquage-recapture. Ces méthodes permettent le test d’hypothèses. La théorie sera présentée, et des jeux de données seront analyses sur machine en séances de TD et TPE.

Contrôle des connaissances :

Ecrit : /50 ; oral : /50